專(zhuān)利名稱(chēng)：一種基于嵌入式的以太網(wǎng)傳輸系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于嵌入式的以太網(wǎng)傳輸系統(tǒng)，用于解決實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中設(shè)備笨重，連接不靈活的問(wèn)題，系統(tǒng)主要由硬件部分和軟件部分組成。
硬件部分包括32位微處理器、以太網(wǎng)控制器、同步動(dòng)態(tài)RAM(SDRAM)、FLASH存儲(chǔ)器，以太網(wǎng)接口RJ45。
軟件部分包括監(jiān)控程序，ARP處理，協(xié)議棧。監(jiān)控程序包含客戶(hù)端進(jìn)程模塊和服務(wù)器進(jìn)程模塊。ARP處理實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與PC機(jī)等其他使用以太網(wǎng)的設(shè)備進(jìn)行靈活的網(wǎng)絡(luò)連接；協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的封裝和解析。
ARP處理的實(shí)現(xiàn)過(guò)程為客戶(hù)端以廣播的形式發(fā)送ARP請(qǐng)求到通訊信道上，IP地址符合的服務(wù)器接收到該請(qǐng)求后會(huì)發(fā)送一個(gè)含有服務(wù)器MAC地址的ARP應(yīng)答給客戶(hù)端?？蛻?hù)端獲得服務(wù)器MAC地址后建立起傳輸信道連接。
在嵌入式系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)的協(xié)議棧能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)封裝和數(shù)據(jù)解析功能，其實(shí)現(xiàn)過(guò)程為客戶(hù)端將待發(fā)送的數(shù)據(jù)送入?yún)f(xié)議棧，在協(xié)議棧里數(shù)據(jù)進(jìn)行分層封裝。TFTP層對(duì)數(shù)據(jù)添加TFTP報(bào)頭生成TFTP數(shù)據(jù)報(bào)，UDP層對(duì)TFTP數(shù)據(jù)報(bào)添加UDP報(bào)頭生成UDP數(shù)據(jù)報(bào)，IP層對(duì)UDP數(shù)據(jù)報(bào)添加IP報(bào)頭生成IP數(shù)據(jù)報(bào)，在鏈路層將IP數(shù)據(jù)報(bào)進(jìn)行以太網(wǎng)封裝，生成符合以太網(wǎng)幀格式的數(shù)據(jù)幀，該數(shù)據(jù)幀通過(guò)以太網(wǎng)發(fā)送出去。服務(wù)器接收數(shù)據(jù)的過(guò)程與發(fā)送過(guò)程相反。將收發(fā)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中接收到的數(shù)據(jù)送入?yún)f(xié)議棧，按照與數(shù)據(jù)封裝相反的過(guò)程依次去掉各層的數(shù)據(jù)報(bào)頭，最后得到發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)。
本發(fā)明提供的嵌入式以太網(wǎng)傳輸系統(tǒng)，能夠在較少硬件的支持下實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)傳輸功能，并且本發(fā)明提供的軟件設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)靈活的網(wǎng)絡(luò)連接和穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)傳輸。



附圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖 附圖2為本發(fā)明提供的以太網(wǎng)傳輸?shù)某绦蛄鞒虉D 附圖3為本發(fā)明的系統(tǒng)應(yīng)用
具體實(shí)施例方式 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步說(shuō)明，但該實(shí)施例不應(yīng)該理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
如附圖1所示，本發(fā)明的硬件部分包括32位微處理器、以太網(wǎng)控制器、同步動(dòng)態(tài)RAM(SDRAM)、FLASH存儲(chǔ)器，以太網(wǎng)接口RJ45。32位微處理器可采用韓國(guó)三星公司的ARM芯片S3C2410AL，以太網(wǎng)控制器可采用CIRRUS LOGIC公司的以太網(wǎng)控制器芯片CS8900A。RJ45接口用于硬件系統(tǒng)同局域以太網(wǎng)的連接，SDRAM用于程序的運(yùn)行和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，F(xiàn)LASH用于嵌入式系統(tǒng)代碼的存儲(chǔ)。
本發(fā)明的軟件部分包括監(jiān)控程序，客戶(hù)端進(jìn)程，服務(wù)器進(jìn)程以及驅(qū)動(dòng)程序。程序的設(shè)計(jì)流程如附圖2所示，系統(tǒng)在處理數(shù)據(jù)的過(guò)程中程序流程如下 1.程序開(kāi)始，執(zhí)行驅(qū)動(dòng)程序完成對(duì)系統(tǒng)的初始化。
2.監(jiān)控程序判斷是否有數(shù)據(jù)需要發(fā)送，如果有數(shù)據(jù)等待發(fā)送則進(jìn)入客戶(hù)端進(jìn)程；否則判斷是否有請(qǐng)求，無(wú)請(qǐng)求進(jìn)入等待狀態(tài)，有請(qǐng)求則進(jìn)入服務(wù)器進(jìn)程。
3.客戶(hù)端與服務(wù)器通過(guò)ARP處理程序進(jìn)行ARP請(qǐng)求和應(yīng)答。客戶(hù)端獲得服務(wù)器MAC地址后建立起傳輸信道連接。
4.客戶(hù)端將待發(fā)送的數(shù)據(jù)送入?yún)f(xié)議棧，在協(xié)議棧里數(shù)據(jù)進(jìn)行分層封裝。TFTP層對(duì)數(shù)據(jù)添加TFTP報(bào)頭生成TFTP數(shù)據(jù)報(bào)，UDP層對(duì)TFTP數(shù)據(jù)報(bào)添加UDP報(bào)頭生成UDP數(shù)據(jù)報(bào)，IP層對(duì)UDP數(shù)據(jù)報(bào)添加IP報(bào)頭生成IP數(shù)據(jù)報(bào)，在鏈路層將IP數(shù)據(jù)報(bào)進(jìn)行以太網(wǎng)封裝，生成符合以太網(wǎng)幀格式的數(shù)據(jù)幀。
5.以太網(wǎng)幀被送入收發(fā)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)等待發(fā)送。
6.服務(wù)器接收數(shù)據(jù)的過(guò)程與發(fā)送過(guò)程相反。將收發(fā)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中接收到的數(shù)據(jù)送入?yún)f(xié)議棧，由下向上依次去掉各層的數(shù)據(jù)報(bào)頭，最后得到發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式
如附圖3所示。具備本發(fā)明所述特征的嵌入式以太網(wǎng)傳輸系統(tǒng)1由于采用了通用的以太網(wǎng)協(xié)議，可以同計(jì)算機(jī)或具有相同結(jié)構(gòu)的以太網(wǎng)傳輸系統(tǒng)2，以太網(wǎng)傳輸系統(tǒng)3進(jìn)行基于以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸。在數(shù)據(jù)發(fā)送過(guò)程中，以太網(wǎng)傳輸系統(tǒng)1執(zhí)行客戶(hù)端進(jìn)程，在數(shù)據(jù)接收過(guò)程中，以太網(wǎng)傳輸系統(tǒng)1執(zhí)行服務(wù)器進(jìn)程。在實(shí)現(xiàn)點(diǎn)到點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，該系統(tǒng)的響應(yīng)速度極快。
本發(fā)明使用嵌入式開(kāi)發(fā)方案具有源代碼小，執(zhí)行效率高的優(yōu)點(diǎn)，并且構(gòu)成嵌入式系統(tǒng)的硬件簡(jiǎn)單，系統(tǒng)尺寸小。上電后不需任何外部操作就能實(shí)現(xiàn)正常的數(shù)據(jù)收發(fā)。此發(fā)明尤其適合以太網(wǎng)通路實(shí)現(xiàn)點(diǎn)到點(diǎn)的數(shù)據(jù)接收和發(fā)送功能。可以應(yīng)用于監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，用于采集數(shù)據(jù)的上傳或接收控制指令。
權(quán)利要求
1.一種基于嵌入式的以太網(wǎng)傳輸系統(tǒng)，其特征是硬件部分包括32位微處理器、以太網(wǎng)控制器、同步動(dòng)態(tài)RAM(SDRAM)、FLASH存儲(chǔ)器，以太網(wǎng)接口RJ45。
2.按照權(quán)利要求1中所述的基于嵌入式的以太網(wǎng)傳輸系統(tǒng)，其特征是軟件部分特點(diǎn)包括監(jiān)控程序，ARP處理，協(xié)議棧。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的監(jiān)控程序其特征是包括客戶(hù)端進(jìn)程和服務(wù)器進(jìn)程。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的客戶(hù)端進(jìn)程和服務(wù)器進(jìn)程其特征是通過(guò)調(diào)用ARP處理實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的客戶(hù)端進(jìn)程和服務(wù)器進(jìn)程其特征是可以獨(dú)立調(diào)用協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理。
6.根據(jù)權(quán)利2所述的ARP處理其特征是ARP處理的實(shí)現(xiàn)過(guò)程為客戶(hù)端以廣播的形式發(fā)送ARP請(qǐng)求到通訊信道上，IP地址符合的服務(wù)器接收到該請(qǐng)求后會(huì)發(fā)送一個(gè)含有服務(wù)器MAC地址的ARP應(yīng)答給客戶(hù)端，客戶(hù)端獲得服務(wù)器MAC地址后建立起傳輸信道連接。
7.根據(jù)權(quán)利2所述的協(xié)議棧其特征是協(xié)議棧的數(shù)據(jù)處理過(guò)程為客戶(hù)端將待發(fā)送的數(shù)據(jù)送入?yún)f(xié)議棧，在協(xié)議棧里數(shù)據(jù)進(jìn)行分層封裝；TFTP層對(duì)數(shù)據(jù)添加TFTP報(bào)頭生成TFTP數(shù)據(jù)報(bào)，UDP層對(duì)TFTP數(shù)據(jù)報(bào)添加UDP報(bào)頭生成UDP數(shù)據(jù)報(bào)，IP層對(duì)UDP數(shù)據(jù)報(bào)添加IP報(bào)頭生成IP數(shù)據(jù)報(bào)，在鏈路層將IP數(shù)據(jù)報(bào)進(jìn)行以太網(wǎng)封裝，生成符合以太網(wǎng)幀格式的數(shù)據(jù)幀，該數(shù)據(jù)幀通過(guò)以太網(wǎng)發(fā)送出去；服務(wù)器接收數(shù)據(jù)的過(guò)程與發(fā)送過(guò)程相反，將收發(fā)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中接收到的數(shù)據(jù)送入?yún)f(xié)議棧，按照與數(shù)據(jù)封裝相反的過(guò)程依次去掉各層的數(shù)據(jù)報(bào)頭，最后得到發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種在嵌入式環(huán)境下的以太網(wǎng)傳輸系統(tǒng)，屬于通訊技術(shù)領(lǐng)域。其技術(shù)核心是通過(guò)ARP處理實(shí)現(xiàn)靈活的網(wǎng)絡(luò)連接，使用協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的封裝和解析，在嵌入式系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)傳輸過(guò)程中的客戶(hù)端和服務(wù)器進(jìn)程，系統(tǒng)根據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)的需要自動(dòng)切換運(yùn)行狀態(tài)。本發(fā)明可以應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)傳輸方面，特別適合需要數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)谋O(jiān)控系統(tǒng)。
文檔編號(hào)H04L1/00GK101312412SQ20071009961
公開(kāi)日2008年11月26日 申請(qǐng)日期2007年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月25日
發(fā)明者商木喜, 陳學(xué)振, 冰 李, 敏 王, 陳波濤 申請(qǐng)人:北京中電華大電子設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司